Порядок выполнения работы

Провести не менее 5 раз измерения штангенциркулем диаметра цилиндра, а микрометром его высоту.

Расчетная формула для вычисления объема цилиндра

,

где d – диаметр цилиндра; h – высота.

Таблица П2.3 Результаты измерений

№ измерения	d, мм	мм	мм2
1	50,15	0	0
2	50,10	0,05	0,025
3	50,20	0,05	0,025
4	50,25	0,10	0,0100
5	50,05	0,10	0,0100
Ср.знач.
№ измерения	h, мм	, мм	, мм2
1	12,32	0,05	0,025
2	12,34	0,03	0,09
3	12,41	0,04	0,016
4	12,36	0,01	0,01
5	12,42	0,05	0,025
Ср.знач

1. Вычисление среднего значения искомой величины. По вычисленным средним значениям диаметра и высоты цилиндра определим среднее значение объема цилиндра

Оценка погрешностей измерения

2.Вычисление систематической (приборной) погрешности

Приборные погрешности прямых измерений

,

Систематическая погрешность при измерении объема

; .

3. Вычисление случайной погрешности. Средне квадратичные погрешности среднего арифметического

; ;

, .

Средняя квадратичная ошибка среднего арифметического значения

;

Доверительная вероятность

Коэффициент Стьюдента

Случайные погрешности прямых измерений

; ,

; .

Случайная погрешность объема цилиндра

; .

4. Вычисление суммарной погрешности

Абсолютная погрешность

; .

5. Относительная погрешность, или точность измерений

; Е = 0,5%.

6. Запись окончательного результата

Окончательный результат для исследуемой величины записывается в виде

, Е = 0,5%.

Примечание. В окончательной записи число разрядов результата и абсолютной погрешности должно быть одинаковым.

Графическое представление результатов измерений

Результаты физических измерений очень часто представляют в графической форме. Графики обладают рядом важных преимуществ и ценных свойств:

а) дают возможность определить вид функциональной зависимости и пределы, в которых она справедлива;

б) позволяют наглядно проводить сравнение экспериментальных данных с теоретической кривой;

в) при построении графика сглаживают скачки в ходе функции, возникающие за счет случайных ошибок;

г) дают возможность определять некоторые величины или проводить графическое дифференцирование, интегрирование, решение уравнения и др.

Общие рекомендации по построению графиков

Графики, как правило, выполняются на специальной бумаге (миллиметровой, логарифмической, полулогарифмической). Принято по горизонтальной оси откладывать независимую переменную, т.е. величину, значение которой задает сам экспериментатор, а по вертикальной оси – ту величину, которую он при этом определяет. Следует иметь в виду, что пересечение координатных осей не обязательно должно совпадать с нулевыми значениями x и у. При выборе начала координат следует руководствоваться тем, чтобы полностью использовалась вся площадь чертежа (рис.П2.2).

Рис.П2.2

На координатах осях графика указываются не только названия или символы величин, но и единицы их измерения. Масштаб по осям координат следует выбирать так, чтобы измеряемые точки располагались по всей площади листа. При этом масштаб должен быть простым, чтобы при нанесении точек на график не производить арифметических подсчетов в уме.

Экспериментальные точки на графике должны изображаться точно и ясно. Точки, полученные при различных условиях эксперимента (например, при нагревании и охлаждении), полезно наносить разными цветами или разными значками. Если известна погрешность эксперимента, то вместо точки лучше изображать крест или прямоугольник, размеры которого по осям соответствуют этой погрешности. Не рекомендуетс

Рис.П2.3

я соединять экспериментальные точки между собой ломаной линией. Кривую на графике следует проводить плавно, следя за тем, чтобы экспериментальные точки располагались как выше, так и ниже кривой, как показано на рис.П2.3

Рис.П2.4

При построении графиков помимо системы координат с равномерным масштабом применяют так называемые функциональные масштабы. Подобрав подходящие функции x и y, можно на графике получить более простую линию, чем при обычном построении. Часто это бывает нужно при подборе к данному графику формулы для определения его параметров. Функциональные масштабы применяют также в тех случаях, когда на графике нужно растянуть или сократить какой-либо участок кривой. Чаще всего из функциональных масштабов используют логарифмический масштаб (рис.П2.4).